Java多线程应用开发(二)

多线程开发不仅提升了了程序执行的效率,更是大大解决了单线程中所无法解决的同步问题,那么多线程开发是不是真的像我们想象的那么完美呢?

       最近两个星期一直在做多线程开发,期间用多线程达到了许多还算nice的效果,但是同时,也出现了许多新的问题,下面简单的分析了一下:

1.  线程创建是否越多越好?怎么样提高效率?

举一个多线程搜索的例子,写一个搜索文件后缀的方法:

publicvoid searchSuffix(String suffix,String directory){

       //搜索指定路径的文件夹

       File dir=new File(directory);

       if(dir.exists()){

           if(dir.isFile()&&dir.getName().startsWith(suffix)){

              System.out.println(dir.getAbsolutePath());

           }

           if(dir.isDirectory()){

              File files[]=dir.listFiles();

              int length=files.length;

              for(int i=0;i<length;i++){

                  //如果是以指定头文件开头的话,就输出文件的绝对路径

                  if(files[i].getName().endsWith(suffix)){

                     System.out.println(files[i].getAbsolutePath());

                  }

                  //如果仍然是一个目录

                  if(files[i].isDirectory()){

                     //递归搜索该文件夹下面的文件

                     searchSuffix(suffix,files[i].getAbsolutePath());

                  }

              }

           }

       }

       else{

           System.out.println("路径不存在");

       }

}

使用普通的单线程搜索时,搜索文件的方法是线性的,而且每搜索完一层目录才能继续搜索下一层的目录,这样程序执行的效率肯定不是很高。一个简单的方法就是同时搜索该文件夹下面的第一层目录,这样能够线性的提高程序的执行效率,例如,如果一个文件夹第一层下面有五个文件夹,那么就同时搜索这五个文件夹,效率提高将达到小于五倍的效果(线程创建需要开销)。同时,问题也就出现了,如果文件夹下面依然是单个文件夹,那么这个做法就没有意义了。在这种情况下我曾想到一个比较极端的做法,递归的创建线程搜索,为每一个文件夹都创建一个线程来搜索该目录下的文件,因为在一般情况下,主文件夹下面的所有文件夹的数量一般比文件的数量要少得多,不过实际情况并不像想象中的那么美妙。做一道简单的计算题来证明一下:

假设创建一个线程的时间开销相当于搜索五个文件的时间,多线程执行速度与单线程呈小于简单logn的关系,递归算法执行没有时间浪费,那么在一般的文件夹下,文件的数量超出文件夹数量的五倍还是极有可能的,但是我们在递归的时候却没有考虑到程序判断也需要时间,执行判断语句无疑就将线程的创建时间开销增加了大于一倍,由于线程越多,每一个线程执行的速度肯定也没有单线程执行的速度要快,那么文件数量至少要达到文件夹数量的二十倍以上才会节约时间。听到这里你肯定会觉得,随便一个文件夹里面的文件还是很有可能超越文件夹的二十倍呀?但是我们没有考虑过在超越一百个线程之后,这种理想的情况是否还会成立,或者实际上,线程过多早已导致你的程序溢出了栈空间。

有问题才会新的发现,千万不要把多线程当做提高运行效率的万灵药,过多的线程不仅会导致程序溢出栈空间,而且系统开销也是相当之大。有一个比较经典的问题是如何让自己的CPU使用率达到100%,在单核系统之下只用几行代码就可以实现(有兴趣的可以尝试一下),而我一直以为自己的四核电脑是不会那么轻易被“玩死”的,结果那天在多线程编程里面调用了URL资源之后,CPU瞬间就被“玩死“了,这一点至今倒成了我比较有成就感的一件事。

      

2.如何让线程听你指挥?

多线程编程的时候,经常遇到的问题还有如何控制线程的挂起,合理的创建程并控制线程的运行与停止状态可以达到许多nice的效果。

java6以后Thread类里面的暂停(suspend,停止(stop)与重启(resume)方法已经过时,原因是这些方法都有死锁倾向,如果使用这些方法导致的结果很有可能就是线程的确是停止了,但是却再也启动不起来了,这个时候这个线程也就报废了,那么怎么控制线程的执行与停止呢?我们可以使用如下的方法,也能达到预期的效果哦:

publicclass MyThread extends Thread{

    booleanisStop=false;//判断线程是否停止

    booleanisPause=false;//判断线程是否停止

    publicvoid run(){

       while(!isStop){//如果没停止

           while(!isPause){//如果没暂停

             

           }

       }

    }

}

到时候我们只要通过改变isStopisPause的值就可以控制线程是否执行了,是不是很方便呢?

多线程开发还有很多值得挖掘的地方,有时候用其解决的问题确实让人兴奋,不过其中带来的麻烦却也不少,这么说来,多线程有些时候倒还真像一位美丽的女子,让人欢喜让人忧,当然,这样的比喻倒不是太恰当,期待更多的发现。

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